Ad esempio, quando stelle molto grandi, diciamo dieci volte la massa solare, hanno bruciato tutto il combustibile che avevano a disposizione, attraverso le reazioni nucleari, non sono più in grado di bilanciare la spinta verso l'interno dovuta alla propria gravità e quindi vanno incontro a uno degli eventi più violenti che si possono verificare nel mondo fisico: scoppiano lanciando nello spazio il materiale esterno mentre il nucleo centrale potrebbe dare origine a un buco nero. Le stelle che terminano la loro esistenza con una grande esplosione sono dette supernove e se la massa residua dell'esplosione è di almeno 3,2 masse solari questa si contrae per divenire un buco nero (se è più piccola diventa una "stella di neutroni").

Il termine "buco nero" fu proposto dal fisico americano John Archibald Wheeler ed ebbe subito grande successo soprattutto presso il grosso pubblico. Il nome traeva origine dall'osservazione che ogni cosa che cadeva nell'oggetto contratto era come se cadesse in un buco infinitamente profondo; nemmeno la luce poteva uscire da quel "buco" e quindi esso doveva apparire "nero".

Questo semplice fatto rende quanto mai chiaro che non è per nulla facile "vedere" un buco nero. L'unico modo che finora conosciamo per individuarli è quello di osservare gli effetti prodotti dalla materia che circonda il buco nero quando cade su di esso. La materia infatti viene attratta per effetto della notevolissima forza di gravità e finisce con il precipitare nel buco nero e, seguendo una traiettoria a spirale, con il riscaldarsi enormemente con conseguente emissione di raggi X.

In realtà, se nel buco nero cade solo un po' di polvere interstellare non si vedrebbe nulla, ma se vicino al buco nero si trova una stella di grandi dimensioni in esso precipita molta materia e la produzione dei raggi X è tale da poter essere rilevata anche a notevole distanza.

Nel 1965 la prima conferma di questa teoria: viene localizzata nella costellazione del Cigno una sorgente di raggi X, battezzata Cygnus X-1. Successivamente viene individuata nei pressi di Cygnus X-1 una stella molto grande e molto calda che sembra essere il rifornitore di materia al buco nero.

Attualmente è nota una ventina di questi "sistemi binari", cioe' una coppia di stelle di cui una è "normale", di massa pari a quella del sole (binarie di bassa massa) oppure "grande", di massa maggiore di una decina di volte la massa del Sole, come in Cygnus X-1 ("binarie di alta massa"), e l'altra componente è un oggetto compatto di grande massa, e perciò un buco nero.

L'oggetto più vicino a noi, tra questi sistemi, è una binaria di bassa massa, di nome A0620-003 (conosciuta anche come V616 Mon), un sistema scoperto nel 1975 per la prima volta all'interno della costellazione Monocero (o Unicorno, una costellazione poco nota ed evanescente che si trova a est della più famosa Orione) essendo divenuta per un certo periodo la più brillante sorgente extrasolare di raggi X.

Questa sorgente si trova a una distanza da noi che gli astronomi misurano in 1.2±0.1 kpc (chiloparsec). Il parsec (abbreviazione pc) è definito come la distanza dal Sole che risulterebbe in un angolo di parallasse di 1 secondo d'arco se vista dalla Terra; cioè in pratica 1 pc = 1 UA/tan 1" (per chi conosce la trigonometria). Comunque di seguito riporto la conversione in metri e anni luce per parsec e chiloparsec.

1 pc = 3.08568025 · 10¹⁶ m; 1 pc = 3.26 anni luce; 1 kpc = 3.08 · 10¹⁹ m; 1 kpc = 3262 anni luce.

La prima sorgente identificata con un buco nero, Cygnus X-1, si trova a 2.0±0.1 kpc, di poco più lontana. I più lontani buchi neri noti sono a una cinquantina di chiloparsec. Inoltre esistono buchi neri molto più massicci (dell'ordine del milione o miliardo di volte la massa del Sole) al centro di altre galassie, ma questi sono ovviamente molto più lontanti da noi, anche se viste le loro dimensioni siamo in grado di studiarne gli effetti.

Non sappiamo esattamente come sono distribuiti i buchi neri, per esempio se come le stelle e perciò più densi verso il centro della galassia, ma alcune stime parlano di circa un miliardo di buchi neri nel disco della nostra galassia. Chiaramente quelli isolati, cioè che non sono "in coppia" con un'altra stella, saranno molto difficili da scoprire. Qualcuno perciò potrebbe essere anche più vicino a noi di quelli che già conosciamo.

Bibliografia

Le misure sono prese dal capitolo 4 del libro Compact Stellar X-ray Sources, eds. W.H.G. Lewin and M. van der Klis, Cambridge University Press, a cura di Jeffrey E. McClintock e Ronald A. Remillard